CN105466916A - 一种铜冶炼烟灰铅锌快速连测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜冶炼烟灰铅锌快速连测的方法，该方法包括如下步骤：1)溶解：秤取一定量的铜冶炼烟灰，用水润湿，按照烟灰、盐酸质量体积比1g/50ml加盐酸，在200-300℃下加热2-3min后，加入和盐酸同体积的硝酸，200-300℃下加热2-3min；2)沉淀：采用硫酸和硫酸钾沉淀得到硫酸铅3)铅的测定：4)锌的测定。本发明的方法消除一般铅锌联测方法所不能消除的杂质干扰，简化操作步骤，缩短分析时间的同时，消除了锌检测过程中二次过滤时沉淀对锌离子的吸附(锌含量较低时影响较大)，避免了借助仪器设备检测，提高准确度及工作效率同时，又降低了成本。

Description

一种铜冶炼烟灰铅锌快速连测的方法

技术领域

本发明属于铜冶炼烟灰检测领域，尤其涉及一种铜冶炼烟灰铅锌快速连测的工艺。

背景技术

现有铜冶炼电收尘烟灰化验分析没有标准的化学分析方法，一般都是直接采用有色金属矿化学分析方法，如铅锌矿、铜精矿等的化学分析方法(参考文献：⑴彭玲；铅锌矿中铅锌快速连续测定；江西有色金属第24卷第1期；2010.3；⑵林大泽；张永德；吴敏；有色金属矿及其选冶产品分析；冶金工业出版社；2007.9)。

由于铜冶炼烟灰与铅锌矿、铜精矿在化学成份上存在差异，直接采用其方法进行铅锌检测是存在缺陷的，特别铜冶炼烟灰成分中砷、锑、锡、镉元素含量相对较高，干扰分析结果检测。现有技术中在铜冶炼烟灰的化验分析中铅锌快速连测一般采用说明书附图1的工艺。该工艺中试样用盐酸、硝酸溶解；沉淀用乙酸—乙酸钠溶液溶解后，以EDTA滴定法测定铅；滤液用EDTA滴定法测定锌。

然而，上述工艺存在操作步骤繁琐，检测时间周期长，工作效率低等缺陷。

发明内容

本发明就是为了克服现有技术中存在的上述缺陷，消除一般铅锌联测方法所不能消除的杂质干扰，简化操作步骤，缩短分析时间的同时，消除了锌检测过程中二次过滤时沉淀对锌离子的吸附(锌含量较低时影响较大)，避免了借助仪器设备检测，提高准确度及工作效率同时，又降低了成本。

本发明具体提供如下技术方案：

一种铜冶炼烟灰铅锌快速连测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)溶解：

秤取一定量的铜冶炼烟灰，用水润湿，按照烟灰、盐酸质量体积比1g/50ml加盐酸，在200-300℃下加热2-3min后，加入和盐酸同体积的硝酸，200-300℃下加热2-3min；所述盐酸浓度为12.0mol/L，硝酸浓度为14.5mol/L；

2)沉淀：

按照烟灰、盐酸质量体积比1g/25ml加入浓硫酸冒白烟，然后加入与浓硫酸同体积的氢溴酸，摇匀，冒烟3-5分钟，用相同体积的浓硫酸和氢溴酸反复处理2-3次；冷却后，加入铜冶炼烟灰质量2.5倍的硫酸钾，加热煮沸至混合液体浓缩到原体积的1/2；加入混合液体体积1/3的无水乙醇，放置30-60分钟；用慢速定量滤纸过滤；所述浓硫酸浓度为18.4mol/L；氢溴酸浓度为8.6mol/L；

3)铅的测定：

将过滤得到的沉淀，采用常规的抗坏血酸和二甲酚橙指示剂，EDTA标准溶液滴定测定铅的含量；

4)锌的测定：

向滤液中加入掩蔽剂后，直接加入25mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液，搅拌后静置15min，采用常规的抗坏血酸和二甲酚橙指示剂，EDTA标准溶液滴定测定锌的含量。

所述向滤液中加入掩蔽剂操作是指：向滤液中加入15-30mL200g/L氟化钾溶液，在不断搅拌下加氨水中和至出现蓝色氢氧化铜，滴加硫酸(硫酸：水体积比1：1)至蓝色刚好消失并过量1～2滴，加5-10mL20g/L盐酸羟胺—60g/L硫脲混合液、2～3g碘化钾，搅拌使之溶解。

所述乙酸—乙酸钠缓冲液是称取375g无水乙酸钠溶于水中，加入50mL冰乙酸，用水稀释至2500mL。

附图说明

图1是现有技术的检测工艺流程图；

图2是本发明的检测工艺流程图；

具体实施方式：

下面结合具体操作步骤进一步阐述本发明的方法，需要指出的是，本实施方式仅是进一步阐述本发明，不是任何限定。

1、方法提要

试样用盐酸、硝酸溶解后用氢溴酸消除砷、锑、锡的干扰，在稀硫酸介质中，加入硫酸钾，使铅生成生成比硫酸铅溶解度更小的硫酸钾—硫酸铅复盐沉淀，过滤。沉淀用乙酸—乙酸钠溶液溶解后，以EDTA滴定法测定铅；滤液中加入掩蔽剂消除铜铁铝等离子干扰的同时，加入碘化钾消除镉元素的干扰，再用EDTA滴定法测定锌。本方法锌含量1％以上样品分析。

2、分析步骤

称取0.2000g试样于250mL烧杯中，用少量(约2～3mL)的水湿润，加10mL盐酸，盖上表面皿低温(200～300℃)加热2～3min后，加入10mL硝酸，继续加热溶解，加入5mL硫酸冒白烟，加5mL氢溴酸，摇匀，冒烟3～5分钟，反复处理2～3次(每次用量5mL，具体处理次数和用量由样品中砷、锑、锡含量多少而定)，并继续加热冒白烟5分钟，取下冷却后用50mL体积百分比为5％硫酸洗涤表面皿及烧杯壁，加入0.5g的硫酸钾，加热煮沸使体积浓缩至约30mL(浓缩样品溶液前体积约为60mL)，取下用少量2％硫酸吹洗表面皿和杯壁，在流水中冷却加入10mL无水乙醇并继续放置30～60min，用慢速定量滤纸过滤(慢速：孔径为1～3微米)，滤液收集500mL锥形烧杯中，用2％硫酸洗烧杯及沉淀5～6次，最后用水洗涤烧杯及沉淀各一次，酸洗和水洗后的液体都收集到锥形烧杯中。

2.1铅的测定。将沉淀连同滤纸移入原烧杯中，沿漏斗壁加入30mL乙酸—乙酸钠缓冲液(称取375g无水乙酸钠溶于水中，加入50mL冰乙酸，用水稀释至2500mL)，再用水冲洗漏斗(约3～5mL，使漏斗上无残留的滤液即可)，盖上表面皿，加热煮沸，将滤纸捣碎，搅拌，保温2min，取下用水吹洗表面皿及杯壁，冷却后用水稀释至100mL，加2mL200g/L氟化钾溶液、0.1g抗坏血酸和2滴(约为0.5～1mL)5g/L二甲酚橙指示剂，用0.02mol/L的EDTA标准溶液滴定至酒红色变成亮黄色，即为终点。

铅含量计算

①式 $W_{Pb}\%=\frac{C_{EDTA}\×V\×M_{Pb}}{1000\×M}\×100\%$

CEDTA——EDTA标准滴定溶液的摩尔浓度，mol/L；

V——EDTA标准滴定溶液滴定铅溶液时消耗的体积，mL；

MPb——铅摩尔质量，207.2g/mol；

M——试样质量，g；

②式 $W_{Pb}\%=\frac{T_{Pb}\×V}{M}\×100\%$

TPb——EDTA标准滴定溶液的相对于Pb的滴定度，g/mL；

V——EDTA标准滴定溶液滴定铅溶液时消耗的体积，mL；

M——试样质量，g；

2.2锌的测定。于滤液中加入15mL200g/L氟化钾溶液(铁含量高时加30mL)，在不断搅拌下加氨水中和至出现蓝色氢氧化铜，滴加硫酸(体积比1+1)至蓝色刚好消失并过量1～2滴，加5mL20g/L盐酸羟胺—60g/L硫脲混合液(锰含量高时加入10mL)、2～3g碘化钾(搅拌使之溶解)、25mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液(同上)，搅拌后静置15min，加0.1g抗坏血酸和2滴(约为0.5～1mL)5g/L二甲酚橙指示剂，用0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至酒红色变成亮黄色，即为终点。

锌含量计算

①式 $W_{Zn}\%=\frac{C_{EDTA}\×V\×M_{Zn}}{1000\×M}\×100\%$

C_EDTA——EDTA标准滴定溶液的摩尔浓度，mol/L；

V——EDTA标准滴定溶液滴定锌溶液时消耗的体积，mL；

M_Zn——锌摩尔质量，65g/mol；

M——试样质量，g；

②式 $W_{Zn}\%=\frac{T_{Zn}\×V}{M}\×100\%$

T_Zn——EDTA标准滴定溶液的相对于Zn的滴定度，g/mL；

V——EDTA标准滴定溶液滴定锌溶液时消耗的体积，mL；

M——试样质量，g；

3、试验与验证

3.1、测定时酸度的选择：

测定铅的酸度(硫酸在样品溶液中的质量百分比)选择：硫酸铅沉淀最适宜的酸度为15％～60％，本试验选择沉淀酸度20％～25％(按照上述方法操作，根据经多次测定其铅沉淀操作时溶液的硫酸含量，从而调整过程中酸加入量、冒烟时间，来达到控制硫酸含量的目的。方法成熟后，在铅的检测过程中将不在测定硫酸含量)。测定锌的酸度选择：测定锌时，PH低于5.8，终点拖长，PH大于6.0时产生封闭现象，本方法将控制PH＝5.8～6.0(按照上述方法操作，根据经多次测定锌滴定操作时待测液的PH，从而调整过程中酸、碱加入量，来达到控制PH目的。方法成熟后，在锌的检测过程中将不在测量PH)。

3.2、干扰因素的消除：

3.2.1、采用三酸盐酸、硝酸、硫酸分解试样，利用氢溴酸消除砷、锑、锡的干扰。

3.2.2、利用氟化钾、抗坏血酸、硫脲掩蔽铝、铁、铜等干扰。

3.2.3、EDTA络合滴定锌时，通常测得锌、镉总量，再减去原子吸收测得镉含量得到实际锌含量，本方法用碘化钾掩蔽镉，可直接测出锌。

4、分析结果对比：本试验将随机抽取4个我厂铜冶炼电收尘烟灰试样，分别用改进前铅锌连测方法、改进后铅锌连测方法、原子吸收分析方法测定铅锌含量，进行重现性、准确度的对比。

表一铅含量测定重现性对比

表二锌含量测定重现性对比

表三准确度比较

5、验证结果

5.1利用硫酸、硫酸钾沉淀铅，生成溶解度更小的硫酸钾—硫酸铅复盐沉淀，提高了检测过程中的铅的回收率。

5.2本方法免去了，锌测定时的二次过滤、调节PH、仪器测定镉含量的繁琐步骤，单个样品检测时间缩短1～2个小时。并且减少了药剂、能源、仪器的使用，降低了检测成本。

5.3从表一、二、三可以看出本测定方法重现性、准确度都比改进前检测方法要好。

通过试验验证本方法测定结果稳定，重现性好、准确度高，方法步骤简单，大大缩短分析时间，提高了工作效率，降低了化验分析成本，完全可以在铜冶炼烟灰的铅锌含量的快速分析中应用。

Claims (3)

1.一种铜冶炼烟灰铅锌快速连测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)溶解：

秤取一定量的铜冶炼烟灰，用水润湿，按照烟灰、盐酸质量体积比1g/50ml加盐酸，在200-300℃下加热2-3min后，加入和盐酸同体积的硝酸，200-300℃下加热2-3min；所述盐酸浓度为12.0mol/L，硝酸浓度为14.5mol/L；

2)沉淀：

按照烟灰、盐酸质量体积比1g/25ml加入浓硫酸冒白烟，然后加入与浓硫酸同体积的氢溴酸，摇匀，冒烟3-5分钟，用相同体积的浓硫酸和氢溴酸反复处理2-3次；冷却后，加入铜冶炼烟灰质量2.5倍的硫酸钾，加热煮沸至混合液体浓缩到原体积的1/2；加入混合液体体积1/3的无水乙醇，放置30-60分钟；用慢速定量滤纸过滤；所述浓硫酸浓度为18.4mol/L；氢溴酸浓度为8.6mol/L；

3)铅的测定：

将过滤得到的沉淀，采用常规的抗坏血酸和二甲酚橙指示剂，EDTA标准溶液滴定测定铅的含量；

4)锌的测定：

向滤液中加入掩蔽剂后，直接加入25mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液，搅拌后静置15min，采用常规的抗坏血酸和二甲酚橙指示剂，EDTA标准溶液滴定测定锌的含量。

2.如权利要求1所述的铜冶炼烟灰铅锌快速连测的方法，其特征在于，所述向滤液中加入掩蔽剂操作是指：向滤液中加入15-30mL200g/L氟化钾溶液，在不断搅拌下加氨水中和至出现蓝色氢氧化铜，滴加硫酸(硫酸：水体积比1：1)至蓝色刚好消失并过量1～2滴，加5-10mL20g/L盐酸羟胺—60g/L硫脲混合液、2～3g碘化钾，搅拌使之溶解。

3.如权利要求1所述的铜冶炼烟灰铅锌快速连测的方法，其特征在于，所述乙酸—乙酸钠缓冲液是称取375g无水乙酸钠溶于水中，加入50mL冰乙酸，用水稀释至2500mL。